專利名稱：一種油罐冒油檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油罐冒油檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
大型儲(chǔ)油罐裝置，通常油由罐底的閥門輸入，由于油罐的體積較大，高度較高，因此需要對(duì)油罐中油位進(jìn)行檢測(cè)，否則會(huì)造成油大量冒出，即造成油品的大量浪費(fèi)，又因?yàn)橛偷囊兹家妆阅?，造成環(huán)境污染及潛在的危險(xiǎn)。目前大型儲(chǔ)油罐中大多采用雷達(dá)液位測(cè)量裝置，如圖1所示，在油罐出口處安裝有雷達(dá)9，該裝置具有很多缺點(diǎn)有源、易受電磁干擾、存在盲區(qū)、安裝復(fù)雜、價(jià)格高、體積大寸。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的雷達(dá)液位檢測(cè)有源、易受電磁干擾、存在盲區(qū)、安裝復(fù)雜、價(jià)格高、 體積大的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無源的油罐冒油檢測(cè)裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種油罐冒油檢測(cè)裝置，包括光學(xué)傳感探頭、光源、光電探測(cè)裝置以及報(bào)警裝置，其特殊之處在于所述光學(xué)傳感探頭包括五棱鏡結(jié)構(gòu)、設(shè)置在五棱鏡結(jié)構(gòu)入射端光纖上的第一準(zhǔn)直器以及設(shè)置在五棱鏡結(jié)構(gòu)出射端光纖上的第二準(zhǔn)直器，所述光源經(jīng)過第一準(zhǔn)直器輸入至五棱鏡結(jié)構(gòu)，所述五棱鏡結(jié)構(gòu)經(jīng)過第二準(zhǔn)直器輸出至光電探測(cè)裝置，所述光電探測(cè)裝置與報(bào)警裝置連接，所述五棱鏡結(jié)構(gòu)包括第一反射邊a、第二反射邊b、第三反射邊C、第四反射邊d以及第五反射邊e圍成的封閉五邊形，其中第五反射邊e為水平邊，第一反射邊a與第二反射邊b之間的夾角為θ 2，第二反射邊b與第三反射邊c之間的夾角為θ 3，第三反射邊c與第四反射邊d之間的夾角為Θ4，第一反射邊a與第五反射邊e之間的夾角為θ 1，第五反射邊e與第四反射邊d之間的夾角為Θ5，θ 1 滿足α 1 彡 θ 1 彡 α 2在空氣中發(fā)生全反射必需滿足入射角al>arcsin^
n2在油中不滿足全反射條件入射角a2<arcsin^
n2空氣的折射率nQ油的折射率=Ii1棱鏡的折射率n2θ 5 = θ 1 ；θ 2 = 2 θ 1 ；
θ 3 = θ 4 = θ 2。本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明采用光電系統(tǒng)測(cè)量，光電系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短，系統(tǒng)靈敏度高，并且多個(gè)探頭組合可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式液位測(cè)量。2、使用時(shí)將本發(fā)明裝置傳感探頭置于油罐的最大儲(chǔ)油位置，當(dāng)給油罐輸油時(shí)，當(dāng)油位到達(dá)最高出油位置并且接觸到探頭時(shí)，系統(tǒng)信號(hào)燈閃爍并且馬上報(bào)警，提示馬上停止充油并關(guān)閉閥門，有效防止充油量過多而造成油的浪費(fèi)和環(huán)境污染及潛在的危險(xiǎn)。3、本發(fā)明與雷達(dá)液位測(cè)量裝置相比較具有無源(安全性高)、不受電磁干擾、可遠(yuǎn)距離傳輸及監(jiān)控、靈敏度高、不存在盲區(qū)、安裝簡(jiǎn)便、價(jià)格低、體積小等的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的油罐冒油檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明光電探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的光電探頭示意圖；其中附圖標(biāo)記為1-光源，2-光纖，3-第一準(zhǔn)直器，4-五棱鏡結(jié)構(gòu)，5-第二準(zhǔn)直器，7-光電探測(cè)器，8-報(bào)警裝置，9-雷達(dá)，10-油罐，11-光學(xué)傳感探頭。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，一種油罐冒油檢測(cè)裝置，包括光學(xué)傳感探頭4、光源1、第一準(zhǔn)直器3、 第二準(zhǔn)直器5、光電探測(cè)裝置7以及報(bào)警裝置8，光源經(jīng)過第一準(zhǔn)直器輸入至光學(xué)傳感探頭， 光學(xué)傳感探頭經(jīng)過第二準(zhǔn)直器輸出至光電探測(cè)裝置，光電探測(cè)裝置與報(bào)警裝置連接，本發(fā)明傳感探頭采用五棱鏡結(jié)構(gòu)，如圖3所示，因?yàn)楸咎筋^同時(shí)要滿足在油中不發(fā)生菲涅爾反射而在空氣中發(fā)生菲涅爾反射。 設(shè)由于光在a、b、c、d面都要發(fā)生上述全反射條件，由上述全反射原理可計(jì)算依此計(jì)算出 θ 2、θ 3、θ 4、θ 5。五棱鏡結(jié)構(gòu)包括第一反射邊a、第二反射邊b、第三反射邊C、第四反射邊d以及第五反射邊e圍成的封閉五邊形，其中第五反射邊e為水平邊，第一反射邊a與第二反射邊b 之間的夾角為Θ2，第二反射邊b與第三反射邊c之間的夾角為Θ3，第三反射邊c與第四反射邊d之間的夾角為θ 4，第一反射邊a與第五反射邊e之間的夾角為θ 1，第五反射邊 e與第四反射邊d之間的夾角為θ 5，θ 1 滿足α 1 彡 θ 1 彡 α 2在空氣中發(fā)生全反射必需滿足入射角al>arcsin^
n2在油中不滿足全反射條件入射角a2<arcsin^
n2空氣的折射率n。
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油的折射率=Ii1棱鏡的折射率n2θ 5 = θ 1 ；θ 2 = 2 θ 1 ；θ 3 = θ 4 = θ 2。本發(fā)明的工作原理如圖2所示，利用光學(xué)傳感探頭周圍介質(zhì)折射率的的不同而產(chǎn)生菲涅爾反射的原理；光源發(fā)出的光通過光纖2傳輸?shù)降谝粶?zhǔn)直器3實(shí)現(xiàn)光的準(zhǔn)直，并直接將準(zhǔn)直光垂直入射到一個(gè)五棱鏡中，光在五棱鏡中經(jīng)過四次全反射，再由第二準(zhǔn)直器5出射，經(jīng)過光纖傳輸后，進(jìn)入光電探測(cè)裝置，通過光電轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)報(bào)警器及信號(hào)燈報(bào)警，以實(shí)現(xiàn)液位的檢測(cè)。 當(dāng)探頭置于空氣中時(shí)，滿足菲涅爾反射條件，從第二準(zhǔn)直器5有光輸出，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)；而當(dāng)油面一接觸到探頭，由于油的折射率大于空氣，不滿足菲涅爾反射條件，第二準(zhǔn)直器5中沒有光輸出，系統(tǒng)信號(hào)燈立即閃爍并發(fā)出報(bào)警音。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，光電系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間短，并且多個(gè)探頭組合可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式液位測(cè)量。使用時(shí)將本裝置傳感探頭置于油罐的最大儲(chǔ)油位置，當(dāng)給油罐輸油時(shí)，當(dāng)油位到達(dá)最高出油位置并且接觸到探頭時(shí)， 系統(tǒng)信號(hào)燈閃爍并且馬上報(bào)警，提示馬上停止充油并關(guān)閉閥門，有效防止充油量過多而造成油的浪費(fèi)和環(huán)境污染及潛在的危險(xiǎn)。實(shí)施例1 如圖4所示，例如若棱鏡采用Κ9玻璃空氣的折射率nQ = 1油的折射率叫=1.47棱鏡的折射率n2 = 1. 56計(jì)算可得α ≥39. 8°α 2 ≤ 70. 44°入射角39. 8°≤θ 1≤70. 44°，取θ 1 = 67. 5°，可依此計(jì)算出Θ2= θ 3 = θ 4 = 135°，θ 5 = θ 1 = 67. 5°。與雷達(dá)液位測(cè)量裝置相比較本裝置具有，無源(安全性高)，不受電磁干擾、可遠(yuǎn)距離傳輸及監(jiān)控、靈敏度高、不存在盲區(qū)、安裝簡(jiǎn)便、價(jià)格低、體積小。
權(quán)利要求
1.一種油罐冒油檢測(cè)裝置，包括光學(xué)傳感探頭、光源、光電探測(cè)裝置以及報(bào)警裝置， 其特征在于所述光學(xué)傳感探頭包括五棱鏡結(jié)構(gòu)、入射端光纖、出射端光纖、設(shè)置在入射端光纖上的第一準(zhǔn)直器以及設(shè)置在出射端光纖上的第二準(zhǔn)直器，所述光源經(jīng)過第一準(zhǔn)直器輸入至五棱鏡結(jié)構(gòu)，所述五棱鏡結(jié)構(gòu)經(jīng)過第二準(zhǔn)直器輸出至光電探測(cè)裝置，所述光電探測(cè)裝置與報(bào)警裝置連接，所述五棱鏡結(jié)構(gòu)包括第一反射邊(a)、第二反射邊(b)、第三反射邊(C)、第四反射邊 (d)以及第五反射邊(e)圍成的封閉五邊形，其中第五反射邊(e)為水平邊，第一反射邊(a)與第二反射邊(b)之間的夾角為θ 2，第二反射邊(b)與第三反射邊 (c)之間的夾角為θ 3，第三反射邊(c)與第四反射邊(d)之間的夾角為θ 4，第一反射邊 (a)與第五反射邊(e)之間的夾角為θ 1，第五反射邊(e)與第四反射邊(d)之間的夾角為 θ 5，滿足以下關(guān)系al 彡 θ 1 ^ α 2 ； θ 5 = θ 1 ； θ 3 = θ 4 = θ 2 = 2 θ 1 ；其中α 1為空氣中發(fā)生全反射必需滿足入射角《^arcsin，Π2α 2為在油中不滿足全反射條件入射角dSarcsin，Π2空氣的折射率 油的折射率A1 棱鏡的折射率m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油罐冒油檢測(cè)裝置，其特征在于所述五棱鏡采結(jié)構(gòu)采用K9 玻璃，所述五棱鏡采結(jié)構(gòu)采用K9玻璃， 則 39. 8° 彡 θ 1 彡 70. 44°，。79. 6° 彡 θ 3 = θ 4 = Θ2 彡 140.88°，Θ5= θ 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油罐冒油檢測(cè)裝置，其特征在于所述五棱鏡采結(jié)構(gòu)采用Κ9 玻璃,取 θ 1 = 67. 5°，可依此計(jì)算出 θ 2 = θ 3 = θ 4 = 1；35°，θ 5 = θ 1 = 67. 5°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油罐冒油檢測(cè)裝置，包括光學(xué)傳感探頭、光源、光電探測(cè)裝置以及報(bào)警裝置，光學(xué)傳感探頭包括五棱鏡結(jié)構(gòu)、入射端光纖、出射端光纖、設(shè)置在入射端光纖上的第一準(zhǔn)直器以及設(shè)置在出射端光纖上的第二準(zhǔn)直器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的雷達(dá)液位檢測(cè)有源、易受電磁干擾、存在盲區(qū)、安裝復(fù)雜、價(jià)格高、體積大的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)分布式液位測(cè)量，有效防止充油量過多而造成油的浪費(fèi)和環(huán)境污染及潛在的危險(xiǎn)，與雷達(dá)液位測(cè)量裝置相比較具有無源、不受電磁干擾、可遠(yuǎn)距離傳輸及監(jiān)控、靈敏度高、不存在盲區(qū)、安裝簡(jiǎn)便、價(jià)格低、體積小等的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B65D90/48GK102530446SQ20111040717
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉釗, 姚勝利, 張紅菊, 李寶奇, 米磊, 郭鑫 申請(qǐng)人:飛秒光電科技(西安)有限公司